JP2001519254A - パック用ブランクの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パック用ブランクの製造装置。 【解決手段】材料ウエブの幅および／または厚さが、材料ウエブの移送中に、検査ユニットによって連続して検査される。材料ウエブはユニットの内部において照明され、反射光が光学センサーとしてのリニアーアレーＣＣＤチップによって捕捉され、これらに当る光に準拠して正確な幅を決定し、望ましくない偏差を生じた場合に信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 この発明は、材料ウエブからブランクを切断するための切断サブアセンブリー
を備え、包装材の連続ウエブから切断することによって、ブランク、特に、ヒン
ジ蓋付きボックス用のカラーを製造するための装置に関する。

【０００２】 包装機の分野における包装技術においては、包装材料のブランクが、連続材料
ウエブから切断され、次に包装工程に供給されることが普通である。多くの適用
域において、ブランクは、パック製造工程における混乱および／またはパック自
体の不正確性を避けるために、パックに正確に特定されたフォーマットを備えな
ければならない。このことは特に、ヒンジ蓋付きボックス（ヒンジ蓋付きパック
）の構成要件の一部として使用されるカラー用のブランクの製造過程に当て嵌ま
る。

【０００３】 この発明の目的は、包装技術におけるブランクの製造、特に、特にヒンジ蓋付
きボックス用のカラーの製造を目的とするとともに、製造プロセスに逆効果が及
ぶことなくブランクが正確な寸法に形成されることを可能にする装置を提案する
ことである。

【０００４】 この目的を達成するために、この発明の装置は、材料ウエブからブランクを切
断するための切断サブアセンブリーには、その上流側に、材料ウエブの（正確な
）幅および／または厚さを検査する検査ユニットが設けられる点に特徴を有する
。

【０００５】 この発明は、製造上の合理性からリールの形態に巻着される材料ウエブが往々
にして、製造しようとするブランクの予定された幅および／または厚さに対応し
ないという知見にその基礎を置く。特に、別体のブランクから製造されるカラー
を備えるヒンジ蓋付きボックスの製造過程においては、完成ヒンジ蓋付きボック
スを製造する後続の作業工程における混乱を回避するために、材料ウエブの正確
な幅が求められる。この発明は、したがって、包装機の区域すなわちブランクが
切断される部位の上流側において、材料ウエブがその幅および／または厚さにつ
いて連続的にまたはランダムサンプリングの形態で検査され、もしも予定の所望
寸法と相違が存在する場合は、もしそれが妥当であれば、該当する材料ウエブを
製造プロセスから取り除くためにエラー信号が順番に発生されるようにする。

【０００６】 材料ウエブをその正確な幅について検査を行う作業は、検査ユニット内に設け
られる電子光学的検査部材によって、この発明にしたがって実行される。この検
査ユニットは、包装機を制御する中央評価ユニットに接続される。

【０００７】 電子光学的諸部材は、反射の原理にしたがって好ましく作動する。材料ウエブ
は、検査ユニットの区域において、好ましくはその幅の全体に亘って照明される
。材料によって反射された光は電子光学的センサーによってピックアップされて
評価される。特に直接的で信頼性の高い解決手段は、反射光を受光するためにリ
ニアーなアレーのＣＣＤチップを使用する点に存する。そのような光感受性の受
光体は、材料によって反射される光の受光を介して、照明されたストリップとし
て材料ウエブの幅を正確に確定する。

【０００８】 この発明の装置は特に有利である。この場合は、材料ウエブが閉じたハウジン
グを通され、このハウジング内において、材料ウエブを照明するために発光ダイ
オードが材料ウエブの上方に配置され、材料ウエブからの反射光が光学的諸シス
テムを介してリニアーなアレーのＣＣＤチップに伝送される。

【０００９】 この装置は好ましくは、材料ウエブの厚さを測定するための別の検査部材を有
する。この場合は特に、２つの検査部材が、検査ユニット内部において材料ウエ
ブの各側部に１つずつ設けられる。適当な測定方法、例えば、三角法、特に、レ
ーザー利用三角法が、各厚さ測定検査部材と材料ウエブの間の距離の測定に用い
ることができる。２つの検査部材間の距離も知られているので、検査部材間の知
られた距離から測定された距離を減算することによって材料ウエブの厚さを推定
することができる。

【００１０】 発明のこれ以上の細部は、検査ユニットの形状、構造に関する。

【００１１】 装置の１模範具体例を特許図面を参照しつつ、以下にもっと細部に亘って説明
する。

【００１２】 図示の模範具体例は、材料ウエブ１１からの切断によってブランク１０を連続
して製造することを含む。材料ウエブ１１は、例えば薄いカードボードからなる
。 ブランク１０は、特に、煙草用のヒンジ蓋付きボックス（ヒンジ蓋付きパック）
に関連して通常使用されるカラーである。

【００１３】 （図示しない）リールから引き出される材料ウエブは、牽引ローラー１２、１
３によって移送され、切断サブアセンブリー１４に供給される。今の場合、切断
サブアセンブリーは、ブランク１０を材料ウエブ１１から切断するための知られ
た設計の切断ローラー１５、１５aを備える。ブランクが切断ローラー１５、１ ５aによって一旦レリースされると、ブランク１０は、移送ローラー１６、１６a
によって把持され、増速された移送速度で運び去られる。後続する処理が妥当に
行われた場合は、ブランク１０は包装機の包装プロセス内に搬入される。

【００１４】 ブランク１０が切断される前に、材料ウエブ１１は、検査ユニット１７を通過
される。これは、材料ウエブ１１の幅を連続して、または、時々検査して、この
幅に、予定の所望寸法または予定幅からの差異が存在するならば、エラー信号を
発するという課題を負う。この検査ユニット１７は、移送方向に見るように、切
断サブアセンブリー１４の上流側であってかつ牽引ローラー１２、１３の上流側
に配置される。

【００１５】 図２によれば、検査ユニット１７は、完全に閉鎖されたハウジング１８を有す
る。これは、幅の狭い横断方向を向くスリット１９を備える。材料ウエブ１１は
、スリット１９を介してハウジング１８内に進入し、その反対側から退去する。
材料ウエブ１１の幅はハウジング１８の内部において確定され、モニターされる
。

【００１６】 材料ウエブ１１の幅をモニターすることは、電子光学的部材の援用にによって
行われる。現具体例の場合、材料ウエブ１１の一方（表側の）の面がハウジング
１８内に設けられた光源によって照らされる。現行具体例の場合は、今の場合、
これらは長手方向限界部２３、２４の区域において材料ウエブ１１の上方に配置
された発光ダイオード２１、２２である。今の場合、材料ウエブは、その幅全体
に亘って２つの発光ダイオード２１、２２によって照明される。これらの発光ダ
イオードは、例えば、赤外光を放射する。

【００１７】 各発光ダイオード２１、２２は、マウント２５の（底）端部に設けられる。マ
ウント２５は、ハウジング内に配置された装着プレート２６に接続される。マウ
ント２５は、細長い中空体として設計されており、発光ダイオード２１、２２に
至る導線２７が長手方向のボア内に延出する。マウント２５は、底部区域におい
て角度が付与されるので、発光ダイオード２１、２２は、材料ウエブ１１の表側
に対して斜めに向けられる。

【００１８】 材料ウエブ１１から反射される光は電子光学的センサーによって評価される。
今の場合、リニアーなアレーのＣＣＤチップ２８が、ハウジング１８の内部に設
けられる。前記ＣＣＤチップは、互いに隣り合うリニアーな形態に配置された複
数個の感光性センサーを備える。材料ウエブ１１の幅は、反射光が材料ウエブ１
１の幅に対応するリニアーなアレーのＣＣＤチップの区域または区画を照らすよ
うにして測定される。光の作用に曝されるセンサーの数が、材料ウエブの幅に対
応する正確な制御変数を形成する。幅の大小、すなわち、センサーの数が多いか
少ないかは、反射光によって影響を受ける。リニアーなアレーのＣＣＤチップ２
８は評価および制御ユニットに接続される。

【００１９】 この場合、光２９のコーンとして図示される材料ウエブ１１の反射光は、アパ
ーチャー３０を介してリニアーなアレーのＣＣＤチップ２８に向けられる。この
アパーチャーは、材料ウエブ１１の上方に離間して配置された装着プレート２６
内において、その中央に設けられる。更に、光すなわち光２９のコーンは、少な
くとも一つのレンズ３２を備える光学システム３１を貫通する。このリニアーア
レーのＣＣＤチップは、ハウジング１８に接続されるマウントプレート３３の面
に配置される。

【００２０】 リニアーアレーチップは原理的に知られている。これらは、一列の感光ポイン
ト（ピクセル）を有する。チップは光に曝されたピクセルが反応する。リニアー
アレーチップは、設計次第で１／１００mmの精度に達する。

【００２１】 幅に欠陥のある材料ウエブ１１の場合、装置は停止される。妥当と判断されれ
ば、欠陥が普通その全長に亘る材料ウエブ１１を交換することが可能である。

【００２２】 せつめいされる模範具体例の場合は、電子光学的検査ユニットが反射光に反応
する。この装置は、感光性センサーが材料ウエブ１１の反対側に、つまり今の場
合は、材料ウエブ１１の真下に配置されるようにして同様に設計することもでき
る。この場合は、ウエブの幅が、センサーをカバーすることによって、すなわち
、リニアーなアレーＣＣＤチップを光に対して材料ウエブによってカバーするこ
とによって測定される。

【００２３】 図３は、図１と対応するが、改変を施した検査ユニット１７を備える装置を示
す。それ以外では、図3の装置は図１の装置と対応するので、同一のパーツは同 一の符号が付与されて示される。

【００２４】 図４は、図３の検査ユニットの長手方向断面を示す。図3の検査ユニット１７ は、材料ウエブ１１の幅を測定する検査部材に加えて、厚さを測定するための別
体の検査部材３４、３５が設けられる点で図2の検査ユニット１７とは異なる。

【００２５】 材料ウエブの幅を測定する検査部材は、検査ユニット１７の下流側に配置され
る。特に図4においては、発光ダイオード２２、マウント２５、リニアーなアレ ーＣＣＤチップ２８、アパーチャー３０、光学的システム３１、レンズ３２、お
よび、マウントプレート３３が、仕切り壁３６によって別体に形成されたハウジ
ング内に収容される。これらの部材は、図２において説明した部材と対応してい
るので、同じ符号を有する。

【００２６】 上流側、すなわち、材料ウエブ１１が走行する方向とは反対側の方向に、ハウ
ジング１８内の仕切り壁３６から遠い側に、材料ウエブの厚さを測定するための
第１検査部材３４および第２の検査部材３５が配置される。

【００２７】 ハウジング１８の内部には、材料ウエブ１１を収容および／または支持し、か
つ案内するための支持部材３７が存在する。この支持部材３７は、材料ウエブの
幅を測定するための検査部材の区域と厚さを測定するための第１検査部材３４、
第２検査部材３５の両区域において材料ウエブ１１を案内する。

【００２８】 この支持部材３７は、材料ウエブの厚さを測定するための第１、第２の検査部
材３４、３５の区域に開口部３８を備える。

【００２９】 第１および第２の厚さ検査用部材３４、３５の両者は、材料ウエブ１１に向か
ってそれぞれ１つのレーザービーム３９、４０を指向させる。この開口部３８は
、したがって、レーザービームを材料ウエブの表裏両面においてレーザービーム
を材料ウエブに向かって、遮断されることなく通過させるための経路として機能
するので、その結果、２つの厚さ測定用検査部材３４、３５は材料ウエブ１１に
対する自由な視野を備える。

【００３０】 第１の厚さ測定用検査部材３４からのレーザービーム３９および第２の厚さ測
定用検査部材３５からのレーザービーム４０は、材料ウエブによって反射される
。このことによって、２つの反射レーザービーム４１、４２が形成される。反射
レーザービーム４１は、レーザービーム３９の反射ビームであり、反射レーザー
ビーム４２は、レーザービーム４０の反射ビームである。このように、第１の厚
さ測定用検査部材３４から放射されるレーザービーム３９および第２の厚さ測定
用検査部材３５から放射されるレーザービーム４０の両レーザービームは、いず
れも、放射源である検査部材３４、３５に向かって反射される。

【００３１】 検査部材は、厚さ測定用検査部材３４、３５から材料ウエブ１１までの距離に
準拠して、三角形分割法（triangulation method）を利用してそれぞれの距離 に対応する信号を発生する。

【００３２】 三角形分割法は、光学的な距離および／または長さを測るための１つの測定原
理であり、測定信号と距離は、三角関数を介して関連する。この三角形分割法は
、三角法(trigonometry）を援用して非接触態様で測定距離を決定するために利 用される。光トランスミッター例えばレーザーダイオード、例えばガリウム‐砒
素レーザーダイオードの光ビームは、レンズを介して結像し、測定しようとする
離間した部位にあるピクセルを照らす。このピクセルは、位置感受性探知器に取
り付けたレンズを介して、限界焦点深度の範囲内で極度に洗練された態様で撮像
される。次に、結果として生じる幾何学的な手続き操作から、距離が直接的に決
定される。

【００３３】 焦点を結ぶために必要なレンズは、図４に示されるように、第１の厚さ測定用
検査部材３４の専用に供される２つのレンズ４３、４４、および、第２の厚さ測
定用検査部材３５の専用に供される２つのレンズ４５、４６である。

【００３４】 第１の厚さ測定用検査部材３４と第２の厚さ測定用検査部材３５によって発生
される各距離に対応する信号は、ライン４７、４８を経て中央制御手段に伝送さ
れる。この制御手段は、距離信号から、材料の厚さに対応する信号を発生するか
、或いは、材料ウエブ１１の厚さの数値を直接発生する。

【００３５】 ２つの検査部材３４、３５の間の距離は制御手段には知られている。制御手段
は、２つの検査部材、３４、３５間の距離を考慮に入れて、材料ウエブ１１に関
して決定された距離の数値を介して、材料ウエブ１１の厚さを推定することがで
きる。この場合、材料ウエブから２つの検査部材３４、３５までの距離の数値が
、２つの検査部材間の距離から減算される。その結果生じる差の数値が正確に材
料ウエブ１１のあつさに等しい。

【００３６】 厚さに欠陥のある材料ウエブ１１の場合は、装置が停止され、もしそれが妥当
と判断されれば、欠陥材料ウエブ１１を交換することが可能である。厚さに立っ
た１度のバラツキしかない場合は、この材料ウエブの該当区画から製造されるパ
ックが追跡されるか、排除されるか、或いはまた、他のエラー処理手段が作動を
始めることができる。

【００３７】 図４に示され、２つの厚さ測定検査部材を備える検査構造体の１つの代替案と
しては、材料ウエブの厚さが、原理的に、１つの検査部材で決定されても差し支
えない。この場合は、支持部材３７内の開口部３８の必要性も全く存在しないで
あろう。そのような単純化された検査装置は、しかしながら、材料ウエブ１１が
支持部材３７の面に極めて正確に接しなければならず、材料ウエブ１１とこの支
持体３７の間には凹部が全く形成されないことを前提とする。したがって、１つ
の厚さ測定検査部材と材料ウエブ１１の間の距離を介して材料ウエブ１１の厚さ
を推定することが可能である。（１つの）検査部材と支持部材３７の間の距離も
、ここにおける厚さの決定に含まれる。材料ウエブ１１の厚さは、前記の距離か
ら検査部材と材料ウエブ１１の間の距離を減算することによって得られる。

【００３８】 レーザーを利用した三角形分割法は、０．０１μｍの範囲の厚さの測定解を可
能とする。レーザー光は、大体８〜１６μｍ、特に１２μｍの直径を有する。こ
のことによって、測定しようとする最小の対象物および／または材料ウエブ１１
の全く特定の部位を探知することが可能となる。レーザーの走査周波数は４０〜
６０ＫＨz、特に５０ＫＨzである。このことによって、急速に移動する材料ウエ
ブ１１の高度の解を得ることができる。更には、レーザーを利用した三角形分割
法は、約２０‐４０ｍｍ、特に３０ｍｍの検査部材３４、３５と材料ウエブ１１
の間の作業距離を可能にする。このことは、検査部材３４、３５が、材料ウエブ
１１の直近に直接インストゥールされるには及ばないことを意味する。このこと
は、材料ウエブ１１が高移送速度であるという理由で特に有利である。材料ウエ
ブが高速で移送されるこのような場合は、もしも検査部材３４、３５が材料ウエ
ブ１１に近すぎる位置に設けられているならば、どのような欠陥が生じても、例
えば、材料ウエブがバタついても、断裂が起こっても、検査部材３４、３５に混
乱や損傷が生じるからである。

【００３９】 この発明は、材料ウエブ１１の幅と厚さの両方の検査を別々に包括するもので
あり、どの場合にも２つの測定方法を結合することができる。この発明によって
、もしも材料ウエブ１１の幅の測定と厚さの測定が結合された場合には、極めて
正確に製造されたブランクを得ることが達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （カラーの）ブランクを製造するための装置の概略側面図。

【図２】 材料ウエブ用の検査ユニットの断面図。

【図３】 図１に類似するが、改変を施した検査ユニットを備える装置。

【図４】 材料ウエブの幅と厚さの測定部を備える材料ウエブの別の検査ユニットの長手
方向断面図。

【符号の説明】

１０…ブランク ２９…光 １１…材料ウエブ ３０…アパーチャー １２…牽引ローラー ３１…光学システム １３…牽引ローラー ３２…レンズ １４…切断サブアセンブリー ３３…マウントプレート １５…切断ローラー ３４…第１検査部材 １５a…切断ローラー ３５…第２検査部材 １６…移送ローラー ３６…仕切り壁 １６a…移送ローラー ３７…支持部材 １７…検査ユニット ３８…開口部 １８…ハウジング ３９…レーザービーム １９…スリット ４０…レーザービーム ２０…側部壁 ４１…反射レーザービーム ２１…発光ダイオード ４２…反射レーザービーム ２２…発光ダイオード ４３…レンズ ２３…長手方向限界部 ４４…レンズ ２４…長手方向限界部 ４５…レンズ ２５…マウント ４６…レンズ ２６…装着プレート ４７…ライン ２７…導線 ４８…ライン ２８…リニアーなアレーのＣＣＤチップ

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月２３日（２０００．５．２３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴーゼブルーフ、ハラルト ドイツ連邦共和国、デー − 27283 フ ェルデン、ビュルガーマイスター − ウ ルバン − シュトラーセ 11 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA22 AA30 BB01 CC02 FF04 FF09 GG06 GG07 HH12 JJ25 MM03 PP16 3E075 BA01 CA02 DA02 DA14 DB12 GA01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断サブアセンブリー（１４）には、その上流側に、材料ウ
   エブ（１１）の幅および／または厚さを検査する検査ユニット（１７）が設けら
   れる点に特徴を有する、 材料ウエブからブランクを切断するための切断サブアセンブリー（１４）を備
   え、包装材の連続ウエブ（１１）から切断することによって、ブランク（１０）
   、特に、ヒンジ蓋付きボックス用のカラーを製造するための装置。
2. 【請求項２】 材料ウエブ（１１）は、検査ユニット（１７）を通過して移
   送される点、および、材料ウエブ（１１）の幅および／または厚さが、電子光学
   的検査部材によって測定されることができる点に特徴を有する請求項１記載の装
   置。
3. 【請求項３】 検査部材（１７）は、四方が閉じられ、材料ウエブ（１１）
   の入り口と出口のためのスリット（１９）を備えるハウジング（１８）を有し、 材料ウエブ（１１）は、ハウジング（１８）内部で照明され、材料ウエブ（１
   １）からの反射光は、材料ウエブ（１１）の幅と一致するように電子光学的セン
   サーによって受光される点に特徴を有する請求項１または２記載の装置。
4. 【請求項４】 材料ウエブ（１１）から反射された光は、材料ウエブの幅と
   一致するように反射光によって照明される少なくとも１つのリニアーなアレーの
   ＣＣＤチップに供給される点、および、 前記チップ（２８）は、１つの評価ユニットに接続される点に特徴を有する請
   求項１またはその他の項のいずれか１記載の装置。
5. 【請求項５】 リニアーなアレーのＣＣＤチップ（２８）またはその他の電
   子光学的受光体が設けられており、反射の結果としてチップ（２８）に受光され
   る光量を限定するための１つのアパーチャー（３０）が前記受光体の上流側に配
   置される点に特徴を有する請求項４またはその他の項のいずれか１記載の装置。
6. 【請求項６】 チップ（２８）の上流側には1つの光学システム（３１）が 設けられ、前記システムは、特に、アパーチャー（３０）の区域に、反射光を結
   像させるための少なくとも１つのレンズ（３２）を備える点に特徴を有する請求
   項４またはその他の項のいずれか１記載の装置。
7. 【請求項７】 材料ウエブ（１１）が、好ましくは、２つの横に配置された
   発光ダイオード（２１，２２）によって、特に赤外光によって照明される点に特
   徴を有する請求項１またはその他の項のいずれか１記載の装置。
8. 【請求項８】 材料ウエブ（１１）の厚さは、第１の厚さ測定検査部材（３
   ４）と材料ウエブ（１１）の一方の面との間の第１の距離を測定することと、第
   ２の厚さ測定検査部材（３５）と材料ウエブ（１１）の反対側の面との間の第２
   の距離を測定することによって、測定されることができる点に特徴を有する請求
   項１〜７のいずれか１記載の装置。
9. 【請求項９】 材料ウエブ（１１）は、第１および第２の厚さ測定検査部材
   （３４，３５）の間を通過して移送され、 前記２つの検査部材（３４，３５）は、事前に決められた距離だけ互いに離間
   される点に特徴を有する請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 材料ウエブ（１１）を支持するための支持体（３７）を備
    え、 特にただ１つだけの厚さ測定検査部材が、前記検査部材と、支持体（３７）と
    は接しない側の材料ウエブ（１１）の面との間の距離を測定することが可能なよ
    うに、事前に決められた距離だけ、支持体（３７）から離間される点に特徴を有
    する請求項１〜９のいずれか１記載の装置。
11. 【請求項１１】 三角形分割法、特にレーザー光利用三角形分割法によって
    、距離を測定することができる点に特徴を有する請求項８〜１０のいずれか１記
    載の装置。